Científicos españoles descubren el primer agujero negro que orbita una estrella 'peonza'

La revista Nature publica hoy el hallazgo del primer agujero negro orbitando alrededor de una estrella "peonza" o de tipo Be. La teoría predecía su existencia de este tipo de sistemas binarios, pero nadie había sido capaz encontrarlos hasta ahora.

Utilizando los telescopios Liverpool y Mercator, del Observatorio de Roque de los Muchachos (isla de La Palma, Canarias), un equipo de investigadores de distintos centros españoles ha hecho este singular descubrimiento. 

Las estrellas Be son relativamente abundantes en el Universo. Sólo en nuestra galaxia se conocen más de 80 formando sistemas binarios junto con estrellas de neutrones. "Su particularidad es su elevada fuerza centrífuga: estas estrellas giran sobre sí mismas a una velocidad muy alta, cercana a su límite de rotura, como si fuesen peonzas cósmicas", explica Jorge Casares, del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y la Universidad de La Laguna (ULL), uno de los descubridores del sistema y experto en agujeros negros de masa estelar (obtuvo la primera prueba sólida de su existencia en 1992). En el caso de esta estrella, conocida como MWC 656 y que se encuentra en la constelación de Lacerta (el Lagarto) a 8.500 años luz de la Tierra, su superficie gira a más de un millón de kilómetros por hora.

"Comenzamos a estudiar la estrella a partir de 2010, cuando se detectó una emisión transitoria de rayos gamma que parecía provenir de la misma", cuenta Marc Ribó, del Institut de Ciències del Cosmos (ICC) de la Universitat de Barcelona (IEEC-UB). "No se observaron más emisiones gamma -añade- pero descubrimos que formaba parte de un sistema binario".

Un análisis detallado de su espectro ha permitido ahora inferir las características de su acompañante: "Se trata de un cuerpo con una masa muy alta, entre 3,8 y 6,9 veces la masa solar. Un objeto así, que no es visible y con esa masa, sólo puede ser un agujero negro, ya que ninguna estrella de neutrones es estable por encima de tres masas solares", afirma Ignasi Ribas, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Espacio (IEEC-CSIC). El agujero negro orbita alreedor de la estrella Be y se alimenta de la materia que ésta va perdiendo.

Los científicos creen que se trata de un miembro próximo de una población oculta de estrellas Be con agujeros negros. Junto a Jorge Casares, Ignacio Negueruela, Marc Ribó e Ignasi Ribas, han participado también en la investigación Josep M. Paredes, del Instituto de Ciènces del Cosmos de la Universitat de Barcelona (ICC/IEEC-UB), y Artemio Herrero y Sergio Simón, ambos científicos del IAC y la ULL.

La detección de agujeros negros representa un desafío desde su formulación teórica en el siglo XVIII. Dado que no se ven -su gran fuerza gravitatoria impide que la luz escape de su interior- los telescopios no pueden detectarlos. Sin embargo, en determinados momentos, algunos agujeros negros pueden producir radiación de alta energía en su entorno, por lo que pueden localizarse con satélites de rayos X. Es el caso de los agujeros negros activos, que están siendo alimentados por materia de un objeto cercano: si se detecta una emisión violenta de rayos X procedente de un lugar en el que no parece haber nada, es posible que allí se esconda un agujero negro.

De los 55 candidatos a agujeros negros sólo 17 cuentan con una "confirmación dinámica"

Gracias a este método, en los últimos 50 años se han descubierto 55 candidatos a agujeros negros. De ellos, 17 cuentan con lo que los astrónomos llaman una "confirmación dinámica": se ha localizado la estrella que lo alimenta y ello ha permitido medir la masa del objeto invisible en torno al que giran. Si la masa de este objeto es al menos tres veces superior a la masa del Sol se considera probado que se trata de un agujero negro.

El mayor problema lo presentan los agujeros negros durmientes, como el que los investigadores han localizado en torno a esta estrella tipo Be: "Su emisión de rayos X es casi inexistente, por lo que resulta muy difícil que capten nuestra atención", reconoce Casares. De hecho, los investigadores creen que hay miles de sistemas binarios con agujeros negros distribuidos por la Vía Láctea, algunos también con estrellas compañeras de tipo Be.